2012年高考物理 最新考点分类解析 考点18 单位制 力学实验

1 20122012 年物理高考试题分类解析年物理高考试题分类解析 考点考点 18 18 单位制单位制 力学实验力学实验 1 某同学利用图甲所示的实验装置 探究物块在水平桌面上的运动规律 物块在重 物的牵引下开始运动 重物落地后 物块再运动一段距离停在桌面上 尚未到达滑轮处 从 纸带上便于测量的点开始 每 5 个点取 1 个计数点 相邻计数点间的距离如图乙所示 打点 计时器电源的频率为 50 Hz 图甲 图乙 通过分析纸带数据 可判断物块在两相邻计数点 和 之间某时刻开始 减速 计数点 5 对应的速度大小为 m s 计数点 6 对应的速度大小为 m s 保留三位有效数字 物块减速运动过程中加速度的大小为a m s2 若用 来计算物块与桌面间的 a g 动摩擦因数 g为重力加速度 则计算结果比动摩擦因数的真实值 填 偏大 或 偏小 1 6 7 或 7 6 1 00 1 20 2 00 偏大 匀加速阶段相邻相等时间内的位移差是个定值 x23 x12 x34 x23 x45 x34 x56 x45 x67 x56 x78 x89 x89 x910 x910 x1011 所以物 块在 6 7 间某时刻开始减速 v5 1 0005 m s 按照要求 保留三位有效数字 取 1 00 m s x46 2T 由x45 x12 x56 x23 3a T2 解得a 2 00 m s2 故v6 v5 a T 1 20 m s 匀减速运动的加速度大小a 2 00 m s2 x78 x910 x89 x1011 4T2 2 考虑到匀减速阶段 物块除了受到桌面的摩擦力还受到纸带的摩擦力 由 mg Ff ma 得 所以用 计算物块与桌面间的动摩擦因数得到的结果比真实值偏大 a g Ff mg a g 2 在 探究求合力的方法 实验中 现有木板 白纸 图钉 橡皮筋 细绳套和一把 弹簧秤 1 为完成实验 某同学另找来一根弹簧 先测量其劲度系数 得到的实验数据如下表 弹力F N 0 501 001 502 002 503 003 50 伸长量x 10 2m 0 741 802 803 724 605 586 42 用作图法求得该弹簧的劲度系数k N m 2 某次实验中 弹簧秤的指针位置如图所示 其读数为 N 同时利用 1 中结 果获得弹簧上的弹力值为 2 50 N 请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合 3 由图得到F合 N 2 1 53 51 55 2 2 10 2 08 2 12 图略 3 3 3 3 1 3 5 1 如图所示 在图象上取相距较远的两点P 0 50 0 31 Q 6 00 3 25 弹簧的劲度 系数k N cm 0 53 N cm 53 N m 3 25 0 31 6 00 0 50 2 利用作图法作出两个力的图示 3 利用作图法求合力 3 某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动 质量分别为mA和mB的 3 A B小球处于同一高度 M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影 用小锤打击弹性金 属片 使A球沿水平方向飞出 同时松开B球 B球自由下落 A球落到地面N点处 B球落 到地面P点处 测得mA 0 04 kg mB 0 05 kg B球距地面的高度是 1 225 m M N点间 的距离为 1 500 m 则B球落到P点的时间是 s A球落地时的动能是 J 忽略空气阻力 g取 9 8 m s2 3 1 0 5 0 66 B球做自由落体运动 有h gt2 解得t 0 5 s A球做平抛运动 水平方向有 1 2 x v0t 竖直方向有h gt2 由动能定理 有mAgh Ek mAv02 解得Ek 0 66 J 1 2 1 2 4 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度 该螺旋测微器校零时的示数如图 a 所示 测量金属板厚度时的示数如图 b 所示 图 a 所示读数为 mm 图 b 所示读数 为 mm 所测金属板的厚度为 mm 图 a 图 b 4 0 010 6 870 6 860 根据螺旋测微器的读数规则 读数 固定刻度 可动刻度 0 01 mm 图 a 所示读数 为 0 010 mm 图 b 所示读数为 6 870 mm 所测金属板的厚度为 6 870 mm 0 010 mm 6 860 mm 5 如图为 验证牛顿第二定律 的实验装置示意图 砂和砂桶的质量为 m 小车和 砝码的总质量为M 实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小 1 实验中 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外 力 先调节长木板一端滑轮的高度 使细线与长木板平行 接 下来还需要进行的一项操作是 A 将长木板水平放置 让小车连着已经穿过打点计时器的 4 纸带 给打点计时器通电 调节m的大小 使小车在砂和砂桶的牵引下运动 从打出的纸带 判断小车是否做匀速运动 B 将长木板的一端垫起适当的高度 让小车连着已经穿过打点计时器的纸带 撤去砂 和砂桶 给打点计时器通电 轻推小车 从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C 将长木板的一端垫起适当的高度 撤去纸带以及砂和砂桶 轻推小车 观察判断小 车是否做匀速运动 2 实验中要进行质量m和M的选取 以下最合理的一组是 A M 200 g m 10 g 15 g 20 g 25 g 30 g 40 g B M 200 g m 20 g 40 g 60 g 80 g 100 g 120 g C M 400 g m 10 g 15 g 20 g 25 g 30 g 40 g D M 400 g m 20 g 40 g 60 g 80 g 100 g 120 g 3 图如是实验中得到的一条纸带 A B C D E F G为 7 个相邻的计数点 相邻的 两个计数点之间还有四个点未画出 量出相邻的计数点之间的距离分别为 sAB 4 22 cm sBC 4 65 cm sCD 5 08 cm sDE 5 49 cm sEF 5 91 cm sFG 6 34 cm 已知打点计 时器的工作频率为 50 Hz 则小车的加速度a m s2 结果保留 2 位有效数字 6 1 B 2 C 3 0 42 1 本实验应先平衡摩擦力 将长木板一端垫起适当的高度 轻推小车后 小车能匀 速运动即说明摩擦力已平衡 同时判断小车的运动是否是匀速运动时 应根据纸带上的打点 情况 而不能靠用眼观察小车运动 2 本实验应保证砂和砂桶的总质量m远远小于小车和砝码的总质量M 所以 C 项最符合 题意 3 采用逐差法求解 可得a 0 42 m s2 sDE sEF sFG sAB sBC sCD 3 5T 2 7 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 将弹簧悬挂在铁架台上 将刻度尺固定在弹簧一侧 弹簧轴线和刻度尺都应在 方向 填 水平 或 竖直 弹簧自然悬挂 待弹簧 时 长度记为L0 弹簧下端挂上砝码盘时 长度记为 Lx 在砝码盘中每次增加 10 g 砝码 弹簧长度依次记为L1至L6 数据如下表 代表符号 L0LxL1L2L3L4L5L6 数值 cm 25 3527 3529 3531 3033 435 3537 4039 30 表中有一个数值记录不规范 代表符号为 由表可知所用 5 刻度尺的最小分度为 如图是该同学根据表中数据作的图 纵轴是砝码的质量 横轴是弹簧长度与 的差值 填 L0 或 Lx 由图可知弹簧的劲度系数为 N m 通过图和表可知砝码盘的质量为 g 结果保留两位有效数字 重力加速度取 9 8 m s2 7 答案 竖直 静止 L3 mm Lx 4 9 10 本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据 再利用图像处理数据得到劲度系数 的 测量时 弹簧秤及刻度尺都要保持在竖直状态 读数时 要等弹簧秤静止时才能读取 由记录的值可知 刻度尺的最小分度为 0 1 cm 但最小分度小还要估读一位 故记录 L3是 不符合规范的 图像所描的点共有六个 而纵轴中反映的砝码的最大质量为 60 g 故横轴 是弹簧的长度与弹簧挂上砝码盘时弹簧长度Lx的差值 砝码盘的质量为m0 砝码的质量为 m 当挂上砝码盘时有 m0g k Lx L0 当砝码盘中的砝码质量为m时 弹簧的长度为Ln 此时有 m0g mg k Ln L0 两式联立得 mg k Ln Lx 即k 由图像知图线的 mg Ln Lx 斜率为k km m 0 50 kg m 故劲度系数k k g 4 9 N m 而m0 60 10 3 0 12 10 2 0 kg 10 g k Lx L0 g 4 9 27 35 25 35 10 2 9 8 8 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数 小亮设计了如图所示 的装置进行实验 实验中 当木块A位于水平桌面上的O点时 重物 B刚好接触地面 将A拉到P点 待B稳定后静止释放 A最终滑到Q 点 分别测量OP OQ的长度h和s 改变h 重复上述实验 分别记录 几组实验数据 1 实验开始时 发现A释放后会撞到滑轮 请提出两个解决方 法 2 请根据下表的实验数据作出s h关系的图象 3 实验测得A B的质量分别为m 0 40 kg M 0 50 kg 根据 s h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数 结果 保留一位有效数字 4 实验中 滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果 选填 偏大 或 偏小 8 1 减小B的质量 或增大A的质量 增加细线的长度 或降低B的起始高度 h cm 20 030 040 050 060 0 s cm 19 528 539 048 056 5 6 2 如图所示 3 0 4 4 偏大 1 实验开始时发现A释放后会撞到滑轮 主要是加速度过大或加速 时间过长 可以通过减小B的质量或增大A的质量来减小加速度 通过增 加细线的长度或降低B的起始高度来缩短加速时间 2 s h图象如图所示 3 本实验测动摩擦因数的原理是动能定理 即由 Mgh mgh M m v2 mgs mv2 求得s h 图象 1 2 1 2 M m M m 的斜率k 即 解得 0 4 M m M m 0 5 0 4 0 5 0 4 56 60 4 本实验测动摩擦因数的原理是动能定理 如果考虑克服滑轮摩擦做功W 则 Mgh mgh W M m v2 mgs mv2 求得 如果忽略克服 1 2 1 2 Mgh W mgh M m gs 滑轮摩擦做功 则动摩擦因数偏大 9 如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图 图中打点计时器的电源为 50 Hz 的交 流电源 打点的时间间隔用 t表示 在小车质量未知的情况下 某同学设计了一种方法用来探究 在外力一定的条件下 物体的 加速度与其质量间的关系 1 完成下列实验步骤中的填空 平衡小车所受的阻力 小吊盘中不放物块 调整木板右端 的高度 用手轻拨小车 直到打点计时器打出一系列 的点 按住小车 在小盘中放入适当质量的物块 在小车中放入砝码 打开打点计时器电源 释放小车 获得带有点列的纸带 在纸带上标出小车中砝码的 质量m 按住小车 改变小车中砝码的质量 重复步骤 在每条纸带上清晰的部分 每 5 个间隔标注一个计数点 测量相邻计数点的间距 s1 s2 求出与不同m相对应加速度a 以砝码的质量m为横坐标 为纵坐标 在坐标纸上作出 m关系图线 若加速度与 1 a 1 a 小车和砝码的总质量成反比 则 与m应成 关系 填 线性 或 非线性 1 a 2 完成下列填空 7 本实验中 为了保证在改变小车中砝码的质量时 小车所受的拉力近似不变 小吊 盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是 设纸带上三个相邻计数点的间距为s1 s2和s3 a可用s1 s3和 t表示为 a 如图为用米尺测量某一纸带上的s1 s3的情况 由图可读出 s1 mm s3 mm 由此求得加速度的大小 a m s2 如图为所得实验图线的示意图 设图中直线的斜率为k 在纵轴上的截距为b 若 牛顿定律成立 则小车受到的拉力为 小车的质量为 1 等间距 线性 2 远小于小车和砝码的总质量 远小于小车的质量 24 2 23 9 24 5 47 3 47 0 47 6 1 16 1 13 1 19 s3 s1 2 5 t 2 1 k b k 1 若小车匀速运动 则在相等的时间内运动的位移相等 所以打下的点是均匀的 小 车和砝码受到的拉力等于小盘和物块的重力 根据牛顿第二定律 小车和砝码的加速度a m 可见 m图象是一条过原点的直线 m0g M m 1 a M m0g 1 m0g 1 a 2 设绳子拉力为T 据牛顿第二定律 对于小盘和重物 m0g T m0a 对于小车和 砝码 T M m a 联立解得T 只有当M m m0时 T m0g 绳子的拉力才是常 m0g 1 m0 M m 数 根据逐差法 s2 s1 s a 5 t 2 s3 s2 s a 5 t 2 所以 s3 s1 2 s 2a 5 t 2 得a s3 s1 2 5 t 2 从关系式 m可以看出 m图象的斜率k 所以绳子拉力m0g 1 a M m0g 1 m0g 1 a 1 m0g 图象纵轴截距的意义是 b 则M 1 k M m0g b k 8 10 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素 他组装单摆时 在摆线上端的悬点处 用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线 再用铁架台 的铁夹将橡皮